查尔斯·哈德·汤斯

现实的奇迹是理论发展的必然。当我们的科学巨匠们把理论的梯子置于天堂窗口后，他们的继承者便毫不犹豫地走进这个窗口里的世界，等待他们的是大自然对艰辛攀援者最优厚的回报。

汤斯是美国著名的物理学家，在量子电子学、射电天文学、微波波谱学、原子钟和相对论等方面都有着非常重要的贡献。他对微波激射器的研究，最终确定了激光原理，导致了激光的产生，从而在 1964 年获得了世界自然科学研究的最高奖励——诺贝尔物理学奖。

汤斯于 1915 年 7 月 28 日生于美国南卡罗来纳州的格林维尔，是苏格兰

人后裔。他的父亲是一位律师，汤斯有兄弟姐妹 5 人。

汤斯从小就表现出了对自然界的迷恋和兴趣，他的童年在格林维尔的郊区度过。那里有广袤的田野、茂密的树林和葱郁的水草，这使他养成了在自然界观察、思索的习惯，也使他舍不得离开故乡的田园。他在格林维尔的福曼大学专攻现代语言和物理学，出色地掌握了法、德、西班牙、意大利、希腊、俄和拉丁语的阅读和表达能力，并以优异的学业于 1935 年获得了福曼大学的文学学士和物理学学士。在大学期间，他多才多艺，思想活跃，兴趣广泛，并荣获了学校授予的学习最优者奖学金和优秀科学工作奖章。1937 年， 他又在杜克大学获得了文学硕士学位。随后，他来到美国西部的加里福尼亚理工学校专攻物理学，并于 1939 年获得了哲学博士学位。

大学毕业后，汤斯应聘来到了美国著名的贝尔电话实验室工作。在第二次世界大战期间以及战后的数年里，他一直在这里为美国空军从事雷达投弹系统和航海装置的设计工作。其间，他始终没有放松对物理理论问题的研究， 并在气体微波波谱方面取得了成就，成为独立发现气体微波波谱的三个物理学家之一。

1948 年，汤斯辞去了贝尔实验室的职务，来到了哥伦比亚大学物理系任教，并先后担任了物理系主任和无线电实验室主任。在这里，汤斯确立了他一生致力于并为之孜孜不倦的研究目标——微波。

汤斯渴望着能有一种产生高强度微波的器件。为寻找这样的发明灵感， 他沉思于公园的长凳，甚至于早餐的饭桌，终日浸泡在实验工作室中。这种锲而不舍的追求，最终使一个可能实现的假设摆到了他的面前——通过激发氨分子产生微波束，使能量转化成为一种特殊的辐射。他把这个灵感随手记录到了一个使用过的旧信封上。这就是激光原理的原始构想。按照这个原理， 他制成了世界上第一个发射微波的激射器。他叫脉泽，是激光的先驱。

脉泽的发明具有非常广泛的用途，它特别适用于射电天文学，也是一种计时非常精确的“原子钟”。利用它，甚至可验证爱因斯坦相对论的正确性。

1957 年，汤斯在微波激射器的基础上，开始思索设计一种能产生高强度红外或可见光的激射器，它产生的光波就是我们今天所说的激光。1958 年， 汤斯发表了有关这方面的论文，确立了激光原理。1960 年，有一名年轻人把这篇文章的内容变成了现实。

汤斯热衷于自己的研究，喜欢自己的实验，同样也非常善于管理工作。他是富兰克林研究院、国家科学院、美国科学艺术研究院院士。

汤斯 1941 年结婚，有四个女儿。他喜欢潜水、登山、旅游和滑雪。汤斯是一个政治上独立的人，不愿多受约束。他认为科学是宗教的一部分，因而

加入了长老会，成为一个活跃的新教徒。他说：“在科学发现中有一种巨大的激动人心的灵性的感受，这类似于一些人通常所描述的宗教灵感—启示”。